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KR20070114636A - Transmission of bicycle - Google Patents

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Publication number
KR20070114636A
KR20070114636A KR1020070049566A KR20070049566A KR20070114636A KR 20070114636 A KR20070114636 A KR 20070114636A KR 1020070049566 A KR1020070049566 A KR 1020070049566A KR 20070049566 A KR20070049566 A KR 20070049566A KR 20070114636 A KR20070114636 A KR 20070114636A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gear
gears
gear selector
chain
transmission
Prior art date
Application number
KR1020070049566A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김기천
Original Assignee
김기천
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김기천 filed Critical 김기천
Priority to PCT/KR2007/002564 priority Critical patent/WO2007139326A1/en
Priority to JP2009513052A priority patent/JP2010505675A/en
Priority to US12/298,282 priority patent/US20090098964A1/en
Publication of KR20070114636A publication Critical patent/KR20070114636A/en

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Abstract

An automatic transmission of a bicycle is provided to employ a driving force delivering device to deliver the driving force between a driving shaft and a driven shaft through a chain. An automatic transmission of a bicycle, which includes at least two front gears and rear gears, a chain used to deliver the driving force between the front gears and the rear gears, and front and rear gear selection units used to move the chain from a previous gear to a neighboring gear, comprises a centrifugal force generator(61) and a selection unit moving unit. The centrifugal force generator(61) rotates together with a wheel shaft. The selection unit moving unit moves the front gear selection unit to the rear gear selection unit by delivering the centrifugal force of the centrifugal force generator(61) to the front gear selection unit and the rear gear selection unit.

Description

자전거 변속장치{TRANSMISSION OF BICYCLE}Bicycle transmission {TRANSMISSION OF BICYCLE}

도 1은 본 발명의 제 1의 실시 예를 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제 1의 실시 예의 케이블 연결관계를 나타낸 모식도이다.2 is a schematic diagram showing a cable connection relationship of the first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제 2의 실시 예를 나타낸 사시도이다.3 is a perspective view showing a second embodiment of the present invention.

본 발명은 주축과 종동축 사이에서 체인을 통하여 동력을 전달하는 동력전달장치에 관한 것이다. 구체적으로 말하면 본 발명은 주축과 종동축 사이에서 체인이 동력을 전달할 때 상기 주축과 종동축의 기어 비를 변화시킴으로써 종동축의 회전 속도를 변화시키는 변속기에 관한 것이다. 본 명세서에서는 편의상 자전거의 변속기를 예로 들어 설명하고 있으나 그렇다고 하여 본 발명이 자전거에 국한된 기술을 의미하는 것은 아니다. 즉 본 발명은 주축과 종동축 사이에 동력을 전달하면서 속도를 변화시키는 모든 기계에 적용될 수 있다. 본 발명에서 제시하는 변속기는 사람의 조작이 필요한 수동식과 사람의 조작이 필요없는 자동식이 모두 가능하다.The present invention relates to a power transmission device for transmitting power through a chain between a main shaft and a driven shaft. Specifically, the present invention relates to a transmission that changes the rotational speed of the driven shaft by changing the gear ratio of the main shaft and the driven shaft when the chain transfers power between the main shaft and the driven shaft. In the present specification, for convenience, the transmission of the bicycle is described as an example, but this does not mean that the present invention is limited to the bicycle. That is, the present invention can be applied to any machine that changes speed while transmitting power between the main shaft and the driven shaft. The transmission proposed in the present invention can be both a manual type that requires human operation and an automatic type that does not require human operation.

자전거는 보통 앞(페달 쪽)과 뒤(바퀴 쪽) 두 곳에 변속기가 장착되어 있다. 종래에는 승차자가 최적의 회전 속도를 얻기 위하여 상기 두 개의 변속기를 각각 조정하여야 하였다. 또한, 사람의 조작이 필요 없는 자동변속기가 있기는 하였지만 그 구조가 매우 복잡하고 비효율적이었다. Bicycles are usually equipped with transmissions in the front (pedal side) and rear (wheel side). Conventionally, the rider has to adjust each of the two transmissions in order to obtain the optimum rotation speed. In addition, although there were automatic transmissions that did not require human operation, the structure was very complicated and inefficient.

본 발명의 제 1의 실시 예는 구조가 간단하면서도 수동적인 조작이 필요없는 편리한 자동 변속기를 나타낸다. 또한, 본 발명의 제 2의 실시 예는 사람의 조작이 필요하기는 하지만 한 번의 조작으로 변속이 완료되는 편리한 수동변속기를 나타낸다.The first embodiment of the present invention shows a convenient automatic transmission with a simple structure and no manual operation. In addition, the second embodiment of the present invention shows a convenient manual transmission in which a shift is completed in one operation although human operation is required.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 설명한다. 편의상 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어 자전거에 적용된 예를 들어 설명한다. 보통의 자전거는 두 개의 변속기어가 있다. 한 개는 페달 축과 함께 회전하는 앞 변속기어, 다른 한 개는 뒷바퀴 축과 함께 회전하는 뒤쪽 변속기어이다. 보통 산악자전거의 경우 앞 변속기어는 3개의 기어로 된 경우가 많고 뒤쪽 변속기어는 7-9개의 기어로 되어 있다. 예를 들어 앞 변속기어가 3개의 기어로 되어 있고 뒤쪽 변속기어가 7개의 기어로 되어 있는 자전거는 21단 자전거가 된다. 여기에서 상기 3개의 앞 기어는 각각 지름이 다르고 기어의 이빨 수도 각각 다르다. 마찬가지로 상기 7-9개로 되어 있는 뒤쪽기어도 각각의 지름이 다르고 기어의 이빨 수도 각각 다르다. 이러한 자전거에서 동력전달은 체인이 상기 앞 기어 중 한 개와 상기 뒤쪽 기어 중 한 개를 연결하여 수행된다. 이때 체인이 앞 기어 중 큰 기어와 뒤쪽 기어 중 작은 기어를 연결하면 페달 축의 회전수보다 상대적으로 빠른 바퀴 축의 회전수를 얻을 수 있기 때문에 결과적 으로 자전거의 속도를 빠르게 할 수 있다.Hereinafter will be described an embodiment of the present invention. For convenience in describing the embodiment of the present invention will be described with an example applied to the bicycle. The average bike has two transmission gears. One is the front derailleur that rotates with the pedal axle, and the other is the rear derailleur that rotates with the rear axle. In most mountain bikes, the front derailleur is often three gears, while the rear derailleur is 7-9 gears. For example, a bicycle with three front gears and seven rear gears would be a 21-speed bike. Here, the three front gears each have a different diameter and the number of teeth of the gears is different. Similarly, the rear gears of 7-9 are different in diameter and the teeth of the gears are also different. In such a bicycle, power transmission is carried out by a chain connecting one of the front gears and one of the rear gears. In this case, if the chain connects the larger gear in the front gear and the smaller gear in the rear gear, the speed of the wheel axle can be obtained relatively faster than the speed of the pedal axle.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 도면을 통하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 제 1의 실시 예를 나타낸 사시도이다. 즉 도면의 오른쪽 3개의 기어가 페달 축(14)을 중심으로 회전하는 앞 변속기어(11,12,13)이고, 도면의 왼쪽 3개의 기어가 바퀴 축(24))을 중심으로 회전하는 뒤쪽 변속기어(21,22,23)이다. 체인(3)은 앞 변속기어 중 한 개와 뒤쪽 변속기어 중 한 개를 연결하여 동력을 페달 축(14)으로부터 바퀴 축(24)으로 전달한다. 앞 변속기어 후상방에는 앞 기어 선택장치(41,42)가 있고, 뒤쪽 변속기어 전 하방에는 뒤쪽 기어 선택장치(51,52,53,54,55,56)가 있다. 원심력 발생장치(61,62,63)는 뒷바퀴 축(24)과 함께 회전하고, 원심력 발생장치의 추(63)에서 발생한 원심력은 결합장치(71)를 통하여 조절케이블(82)과 연결케이블(83)에 전달된다. 조절케이블(82)과 연결케이블(83)은 각각 뒤쪽 기어선택장치와 앞 기어 선택장치와 연결되어 있어 이들 기어선택장치에 힘을 전달하고 결국 이 힘이 체인(3)을 이웃하는 기어로 이동시켜 변속을 완료한다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a perspective view showing a first embodiment of the present invention. In other words, the right three gears of the drawing are the front transmission gears 11, 12, and 13 that rotate about the pedal shaft 14, and the rear three gears of the drawing rotate about the wheel shaft 24. (21, 22, 23). The chain 3 connects one of the front transmission gears with one of the rear transmission gears to transfer power from the pedal shaft 14 to the wheel shaft 24. There are front gear selectors 41, 42 at the rear of the front derailleur, and rear gear selectors 51, 52, 53, 54, 55, 56 at the front of the rear derailleur. The centrifugal force generating devices (61, 62, 63) rotate with the rear wheel shaft (24), the centrifugal force generated in the weight (63) of the centrifugal force generating device through the coupling device 71 and the control cable 82 and the connecting cable (83) Is delivered). The control cable 82 and the connecting cable 83 are connected to the rear gear selector and the front gear selector, respectively, to transmit the force to these gear selectors, which eventually moves the chain 3 to the neighboring gear. Complete the shift.

이하에서는 본 발명의 제 1의 실시 예의 각 부분품과 그 결합관계에 대하여 자세히 설명한다. 도면의 오른쪽에 그려진 3개의 앞 기어는 각각 지름이 다르고 이빨 수도 다르다. 3개의 앞 기어는 가장 안쪽에 작은 기어(11), 가운데에 중간기어(12), 맨 바깥쪽에 큰 기어(13)가 배치된다. 이때 각 기어 사이의 간격은 일정하다. 즉 작은 기어와 중간 기어 사이의 간격과 중간 기어와 큰 기어 사이의 간격은 동일하다. 이 3개의 앞 기어는 페달 축(14)과 함께 회전한다. Hereinafter, each part of the first embodiment of the present invention and the coupling relationship thereof will be described in detail. The three front gears drawn on the right side of the drawing have different diameters and different teeth. The three front gears are arranged with a small gear 11 at the innermost side, an intermediate gear 12 at the center, and a large gear 13 at the outermost side. At this time, the spacing between each gear is constant. That is, the spacing between the small gear and the middle gear is the same as the spacing between the middle gear and the large gear. These three front gears rotate with the pedal shaft 14.

도면의 왼쪽에 그려져 있는 3개의 뒤쪽 기어도 각각 지름이 다르고 이빨 수 도 다르다. 뒤쪽 기어는 앞 변속기어와는 달리 가장 안쪽에 큰 기어(21), 가운데에 중간 기어(22), 맨 바깥쪽에 작은 기어(23)가 배치된다. 이때 앞 변속기어와 마찬가지로 각각의 뒤쪽 기어 사이의 간격은 동일하다. The three rear gears on the left side of the drawing also have different diameters and different numbers of teeth. Unlike the front gear, the rear gear is arranged with the largest gear 21 at the innermost, the middle gear 22 at the middle, and the small gear 23 at the outermost. Like the front derailleur, the distance between each rear gear is the same.

이러한 앞 기어와 뒤쪽 기어는 서로 대응 관계를 갖게 되는데, 즉 앞 작은 기어(11)와 뒤쪽 큰 기어(21)는 같은 평면에서 회전하고, 앞 중간기어(12)와 뒤쪽 중간기어(22)도 같은 평면에서 회전하고, 앞 큰 기어(13)와 뒤쪽 작은 기어(23)도 같은 평면에서 회전한다. 이후의 설명에서는 이렇게 같은 평면에서 회전하는 기어에 대하여 '대응하는 기어'라는 표현을 사용한다.The front gear and the rear gear correspond to each other, that is, the front small gear 11 and the rear large gear 21 rotate in the same plane, and the front middle gear 12 and the rear middle gear 22 are also the same. It rotates in the plane, and the front large gear 13 and the rear small gear 23 also rotate in the same plane. The following description uses the expression 'corresponding gear' for gears that rotate in the same plane.

체인(3)은 상기 앞 변속기어와 상기 뒤쪽 변속기어 중 서로 대응하는 기어를 연결하여 페달 축의 동력을 바퀴 축에 전달한다. 도 1에서는 체인(3)이 앞 기어 중 중간기어(12)와 뒤쪽 기어 중 중간기어(22)를 연결하고 있는 상태를 보여준다. 체인(3)은 진행방향에 대하여 좌/우로 이동할 수 있는데, 만일 체인(3)이 진행방향에 대하여 오른쪽으로 이동하면 체인은 앞 변속기어 중 큰 기어(13)와 뒤쪽 변속기어 중 작은 기어(23)를 연결하여 결과적으로 빠른 속도를 얻을 수 있고, 만일 체인(3)이 진행방향에 대하여 왼쪽으로 이동하면 체인은 앞 변속기어 중 작은 기어(11)와 뒤쪽 변속기어 중 큰 기어(21)를 연결하여 결과적으로 속도는 저하되지만 큰 회전모멘트를 얻을 수 있다. 이렇게 체인(3)을 이동하게 하는 힘의 근원은 뒷바퀴 축과 함께 회전하는 원심력발생장치(61, 62, 63)에서 발생한 원심력이다. 뒷바퀴 축(24)이 회전하면 원심력발생장치(61, 62, 63)가 회전하여 추(63)에서 원심력이 발생하고, 추(63)에서 발생한 원심력은 추케이블(62)과 결합장치(71)를 통하여 조절케이블(82)과 연결케이블(83)에 전달되고, 결국 조절케이블(82)과 연결케이블(83)에 이어진 앞쪽 기어 선택장치(41, 42)와 뒤쪽 기어 선택장치(51, 52, 53, 54, 55, 56)를 이동시킨다. 이러한 기어 선택장치의 이동으로 체인(3)이 이웃하는 기어로 이동한다.The chain 3 connects gears corresponding to each other of the front gearbox and the rear gearbox to transmit power of the pedal shaft to the wheel shaft. 1 shows a state in which the chain 3 connects the middle gear 12 of the front gear and the middle gear 22 of the rear gear. The chain 3 can move left / right with respect to the direction of travel. If the chain 3 moves to the right with respect to the direction of travel, the chain will move to the larger gear 13 of the front derailleur and the smaller gear 23 of the rear derailleur. As a result, a high speed can be obtained, and if the chain 3 moves to the left in the direction of travel, the chain connects the small gear 11 of the front derailleur and the larger gear 21 of the rear derailleur. As a result, the speed decreases but a large rotation moment can be obtained. The source of the force causing the chain 3 to move is the centrifugal force generated by the centrifugal force generating devices 61, 62, and 63 rotating together with the rear wheel shaft. As the rear wheel shaft 24 rotates, the centrifugal force generating devices 61, 62, and 63 rotate to generate centrifugal force at the weight 63, and the centrifugal force generated at the weight 63 is connected to the weight cable 62 and the coupling device 71. Passed through the control cable 82 and the connecting cable (83) through the front gear selector (41, 42) and rear gear selector (51, 52, 53, 54, 55, 56). The movement of the gear selector moves the chain 3 to the neighboring gear.

앞 기어 선택장치는 아래로 나란히 뻗은 한 쌍의 다리(41)와 수평 스프링(42)으로 구성된다. 다리(41)는 수평스프링(42)의 축방향(진행방향에 대하여 좌/우 방향)으로만 이동이 가능하며 수평스프링(42)의 복원력과 연결케이블(83)로부터 전달되는 힘이 균형을 이루는 지점에 위치하게 된다. 다리(41) 사이의 간격은 체인(3)의 폭 보다 약간 넓으며 그 간격 사이로 체인이 통과된다. 자전거가 운행중 앞 기어 선택장치의 다리(41)가 좌/우로 이동하면 체인(3)은 원래 결합하고 있었던 기어를 이탈하여 이웃한 기어로 이동하게 된다. 이러한 앞 기어 선택장치의 이동은 연결케이블(83)로부터 전달된 힘에 의하여 수행된다.The front gear selector consists of a pair of legs 41 and horizontal springs 42 extending side by side downwards. The leg 41 is movable only in the axial direction (left / right direction with respect to the advancing direction) of the horizontal spring 42 and balances the restoring force of the horizontal spring 42 with the force transmitted from the connecting cable 83. It is located at the point. The spacing between the legs 41 is slightly wider than the width of the chain 3, through which the chain passes. If the leg 41 of the front gear selector moves left / right while the bicycle is running, the chain 3 leaves the gear that was originally engaged and moves to the neighboring gear. This movement of the front gear selector is performed by the force transmitted from the connecting cable 83.

뒤쪽 기어 선택장치는 안내기어(51), 수평축(52), 한 쌍의 팔(53), 수직축(54), 수직스프링(55), 받침(56)으로 구성된다. 뒤쪽 기어 선택장치의 두 팔(53)은 상방으로 뻗어 있고 두 팔 사이의 간격은 체인(3)의 폭보다 약간 넓어 그 간격 사이로 체인이 통과된다. 또한, 상기 팔(53)의 중간에는 안내기어(51)를 지지하는 수평축(52)이 있다. 안내기어(51)는 체인(3)을 상방으로 밀어 올려 체인과 앞 변속기어 그리고 체인과 뒤쪽 변속기어 사이의 밀접한 접촉을 도와준다. 이 힘의 원천은 수직스프링(55)의 복원력이다. 상기 팔(53)은 아래로 수직축(54)과 결합되어 있고, 수직축 주변을 둘러싸고 있는 수직스프링(55)에 의하여 상방으로 지지된다. 상 기 수직축(54)은 받침(56)에 있는 수직방향의 구멍에 끼워진다. 상기 수직방향의 구멍의 지름은 상기 수직축의 지름보다 약간 크므로 수직축(54)은 상기 받침(56)에 대하여 수직방향의 이동이 가능하다. 받침(56)은 조절케이블(82)과 연결되어 있고 진행방향에 대하여 좌/우 방향의 이동만 가능하도록 설치된다. 조절케이블(64)이 당겨지면 받침(56)이 진행방향에 대하여 우측으로 이동하고 안내기어(51)와 팔(53)이 우측으로 이동하여 체인(3)을 우측으로 이동시킨다. 결과적으로 체인(3)은 뒤쪽 기어 중 원래 결합되어 있던 기어보다 오른쪽에 있는 기어로 이동을 하게 된다. 그런데 이러한 체인(3)의 이동은 앞 변속기어에서도 동시에 일어나게 되는데 그것은 조절케이블(82)이 당겨질 때 상기 조절케이블(82)과 연결된 연결케이블(83)도 함께 당겨지기 때문이다.The rear gear selector comprises a guide gear 51, a horizontal shaft 52, a pair of arms 53, a vertical shaft 54, a vertical spring 55, and a support 56. The two arms 53 of the rear gear selector extend upwards and the spacing between the two arms is slightly wider than the width of the chain 3 so that the chain passes between them. In addition, the middle of the arm 53 has a horizontal shaft 52 for supporting the guide gear 51. The guide gear 51 pushes the chain 3 upwards to assist in close contact between the chain and the front transmission gear and the chain and the rear transmission gear. The source of this force is the restoring force of the vertical spring 55. The arm 53 is coupled downward with the vertical axis 54 and is supported upward by a vertical spring 55 surrounding the vertical axis. The vertical axis 54 is fitted in the vertical hole in the base 56. Since the diameter of the hole in the vertical direction is slightly larger than the diameter of the vertical axis, the vertical axis 54 is movable in the vertical direction with respect to the support 56. The base 56 is connected to the control cable 82 and is installed to allow only movement in the left / right direction with respect to the traveling direction. When the control cable 64 is pulled, the support 56 moves to the right with respect to the traveling direction, and the guide gear 51 and the arm 53 move to the right to move the chain 3 to the right. As a result, the chain 3 is moved to the gear on the right side than the gear which was originally combined among the rear gears. By the way, the movement of the chain (3) also occurs at the same time in the front transmission gear, because when the control cable 82 is pulled, the connection cable 83 connected to the control cable 82 is also pulled together.

원심력 발생장치는 하우징(61)과 두 개의 추(63), 두 개의 추케이블(62)로 구성된다. 원심력 발생장치는 뒷바퀴의 축(24)과 결합되어 뒷바퀴 축과 같은 각속도로 회전한다. 추(63)는 도면에서 상/하 두 개가 있으며 하우징(61) 안에서 원심방향 혹은 구심방향으로 이동이 가능하다. 추(63)는 각각 추케이블(62)을 통하여 결합장치(63)와 연결되어 있다. 뒷바퀴가 회전하면 원심력 발생장치가 회전하고 추(63)가 회전하여 추에는 원심력이 발생한다. 이 원심력은 추케이블(62)을 통하여 결합장치(71)에 전달된다. The centrifugal force generating device is composed of a housing 61, two weights 63, and two weight cables 62. The centrifugal force generator is coupled to the rear wheel shaft 24 and rotates at the same angular speed as the rear wheel shaft. The weight 63 has two upper and lower parts in the figure and can move in the centrifugal or centripetal direction in the housing 61. The weight 63 is connected to the coupling device 63 through the weight cable 62, respectively. As the rear wheel rotates, the centrifugal force generator rotates and the weight 63 rotates to generate centrifugal force on the weight. This centrifugal force is transmitted to the coupling device 71 via the weight cable 62.

결합장치(63)는 타원판 모양으로 두 개의 추케이블(61)과 연결되고 중앙에는 조절케이블(64)을 수용하는 원형의 케이블 구멍이 있다. 이 케이블 구멍에는 조절케이블(82)이 삽입된다. 결합장치(63)는 뒷 바퀴 축방향으로의 이동만 가능하도록 설치된다. 원심력에 의하여 추(63)가 원심방향으로 이동하면 결합장치(71)는 자전거 진행방향에 대하여 좌측으로 이동하게 된다. The coupling device 63 is connected to the two weight cables 61 in the shape of an elliptic plate and has a circular cable hole for receiving the control cable 64 at the center thereof. The adjusting cable 82 is inserted into this cable hole. Coupling device 63 is installed so that only movement in the rear wheel axial direction. When the weight 63 moves in the centrifugal direction by the centrifugal force, the coupling device 71 moves to the left with respect to the bicycle traveling direction.

이하에서는 결합장치(71), 조절케이블(82), 연결케이블의 관계를 도 2를 통하여 설명한다. 조절케이블(82)은 결합장치(71)와 뒤쪽 기어 선택장치의 받침(56)을 연결하는 줄이다. 이러한 조절케이블(82)은 결합장치(71)에 대하여 자유롭게 회전 가능하도록 결합되는데, 그것은 결합장치(71)의 케이블 구멍의 지름이 조절케이블의 지름보다 약간 크기 때문이다. 또한 조절케이블(82)의 결합장치(71)쪽 끝에 있는 케이블 머리(81)의 지름은 결합장치의 케이블 구멍의 지름보다 크게 설계되어 있어 조절케이블(82)이 결합장치(71)로부터 이탈되는 것을 방지한다. 조절케이블(82)의 다른 쪽 끝은 뒤쪽 기어 선택장치의 받침(56)과 연결된다. Hereinafter, the relationship between the coupling device 71, the control cable 82, and the connection cable will be described with reference to FIG. The adjusting cable 82 is a string connecting the coupling device 71 and the support 56 of the rear gear selector. This control cable 82 is coupled to be freely rotatable relative to the coupling device 71, because the diameter of the cable hole of the coupling device 71 is slightly larger than the diameter of the control cable. In addition, the diameter of the cable head 81 at the end of the coupling device 71 of the control cable 82 is designed to be larger than the diameter of the cable hole of the coupling device so that the control cable 82 is separated from the coupling device 71. prevent. The other end of the adjustment cable 82 is connected to the base 56 of the rear gear selector.

연결케이블(83)은 뒤쪽 기어 선택장치의 받침(56)과 앞 기어 선택장치의 다리(43)를 연결하는 줄이다. The connecting cable 83 is a string connecting the base 56 of the rear gear selector and the leg 43 of the front gear selector.

이하에서는 본 발명의 제1의 실시예의 작동과정을 설명한다. Hereinafter will be described the operation of the first embodiment of the present invention.

자전거가 정지해 있는 상태에서 추(63)에는 원심력이 발생하지 않으므로 추(63)는 원심력 발생장치의 하우징(61) 안 가장 구심쪽에 위치하게 된다. 그 이유는 앞 기어 선택장치의 수평스프링(42)의 복원력 때문인데 이 복원력이 연결케이블(83)과 조절케이블(82)을 통하여 결합장치(71)를 자전거 진행방향에 대하여 오른쪽으로 당기고 있기 때문이다. 이때는 상기 수평스프링(42)의 복원력 때문에 앞 기어 선택장치(41,42)와 뒤쪽 기어 선택장치(51,52,53,54,55,56)는 자전거의 진행방향에 대하여 왼쪽에 위치하게 되고 그로 인하여 체인(3)은 앞 작은 기어(11)와 뒤 쪽 큰기어(21)를 연결하여 동력을 전달하게 된다. 이 경우는 페달축(14) 회전속도에 비하여 뒷바퀴축(24)의 회전속도는 상대적으로 느리다. 만일 뒷바퀴의 회전속도가 증가하면 원심력발생장치의 추(63)에 원심력이 발생한다. 원심력의 크기는 추의 각속도의 제곱에 비례하므로 자전거의 속도가 빨라질수록 이 원심력은 더욱 커진다. 이러한 원심력은 추케이블(62), 결합장치(71), 조절케이블(82), 받침(56), 연결케이블, 다리(41)를 거쳐서 수평스프링(42)에 전달된다. 수평 스프링(42)은 Hook의 법칙에 따라 많이 당겨질수록 복원력은 더욱 커진다. 결국 추(63)의 원심력과 수평스프링(42)의 복원력이 평형을 이루는 지점에서 상기 앞 기어 선택장치 다리(41)와 뒤쪽 기어선택장치(51,52,53,54,55,56)가 정지하게 된다. 이 위치는 추(63)의 원심력이 커짐에 따라 자전거 진행방향에 대하여 더욱 오른쪽으로 치우치게 되는데 이로 인하여 체인(3)은 원래 물고 있었던 기어보다 오른쪽에 있는 기어로 이동하게 된다. 자전거의 속도가 줄어들면 지금까지의 과정이 역순으로 진행되어 체인(3)은 보다 왼쪽에 위치한 기어로 이동하게 된다. Since the centrifugal force is not generated in the weight 63 while the bicycle is stopped, the weight 63 is located at the innermost side in the housing 61 of the centrifugal force generating device. The reason for this is that the restoring force of the horizontal spring 42 of the front gear selector is because the restoring force is pulling the coupling device 71 to the right with respect to the direction of the bicycle through the connecting cable 83 and the adjusting cable 82. . At this time, the front gear selectors 41, 42 and the rear gear selectors 51, 52, 53, 54, 55, 56 are positioned to the left with respect to the driving direction of the bicycle because of the restoring force of the horizontal spring 42. Due to the chain 3 is connected to the front small gear 11 and the rear large gear 21 to transmit power. In this case, the rotation speed of the rear wheel shaft 24 is relatively slow compared to the rotation speed of the pedal shaft 14. If the rotation speed of the rear wheel increases, centrifugal force is generated in the weight 63 of the centrifugal force generating device. Since the centrifugal force is proportional to the square of the angular velocity of the weight, the faster the bicycle, the greater the centrifugal force. This centrifugal force is transmitted to the horizontal spring 42 via the weight cable 62, the coupling device 71, the control cable 82, the support 56, the connecting cable, the bridge (41). The more the horizontal spring 42 is pulled according to Hook's law, the greater the restoring force. As a result, the front gear selector leg 41 and the rear gear selector 51, 52, 53, 54, 55, 56 stop at the point where the centrifugal force of the weight 63 and the restoring force of the horizontal spring 42 are in balance. Done. As the centrifugal force of the weight 63 increases, this position is biased further to the right toward the direction of the bicycle. This causes the chain 3 to move to the gear on the right side than the gear originally bited. When the speed of the bicycle is reduced, the process up to now is reversed, so that the chain 3 moves to the gear located on the left side.

본 발명에서는 추(63)에서 발생한 원심력을 이용하여 앞/뒤쪽 기어 선택장치를 이동시키는 경우를 예로 들었으나 반드시 이러한 방법만 있는 것은 아니다. 또한 본 발명에서는 앞 기어 선택장치를 이동시키는 수단과 뒤쪽 기어 선택장치를 이동시키는 수단으로 조절케이블(82)과 연결 케이블(83), 즉, 줄로 연결시키는 예를 들었으나 이러한 수단이 반드시 줄을 통해서만 가능한 것은 아니다. 예를 들어 추의 원심력 대신 사람의 힘으로 조절케이블(82)을 당기는 것도 가능하고(본 발명의 제 2의 실시예), 외부 동력원(예를 들어 건전지를 이용한 모터)의 힘을 이용하는 것도 가능하며, 이때는 센서가 바퀴 축의 각속도를 감지하여 그 속도에 따라 앞/뒤쪽 기어 선택장치의 이동거리를 조절할 수 있다. 또한 본 발명의 제 1의 실시예에서는 조절케이블(82)이 한 개인 경우를 예로 들었으나 다른 경우도 가능하다. 예를 들어 두 개의 조절케이블(82)이 있어 한 개는 결합장치(71)와 뒤쪽 기어 선택장치의 받침(56) 사이를 연결하고, 다른 한 개는 결합장치(71)와 앞 기어 선택장치와 연결하는 형태도 가능하다. 이 경우는 물론 연결케이블(83)이 필요 없게 되지만, 결국 두번째의 조절케이블은 본 발명에서 제시한 연결케이블과 같은 역할을 하므로 연결케이블의 변형이라고 할 수 있다. In the present invention, the case of moving the front / rear gear selector by using the centrifugal force generated in the weight (63) as an example, but not necessarily this method. In the present invention, the means for moving the front gear selector and the rear gear selector is an example of connecting the control cable 82 and the connecting cable 83, that is, with a string, but such means must be provided only through the string. It is not possible. For example, instead of the centrifugal force of the weight, it is possible to pull the control cable 82 by human force (second embodiment of the present invention), or to use the power of an external power source (for example, a motor using a battery). In this case, the sensor detects the angular velocity of the wheel shaft and adjusts the moving distance of the front / rear gear selector according to the speed. In addition, in the first embodiment of the present invention, the case where one control cable 82 is one example, but other cases are possible. For example, there are two control cables 82, one connecting the coupling 71 and the back of the rear gear selector 56, the other connecting the coupling 71 and the front gear selector. It is also possible to connect. In this case, of course, the connection cable 83 is not necessary, but in the end, the second control cable plays the same role as the connection cable proposed in the present invention, and thus may be called a modification of the connection cable.

도 3은 본 발명의 제2의 실시예를 나타낸 것이다. 제 2의 실시예는 제 1의 실시예와 유사하다. 즉, 3개의 앞 기어(91,92,93)와 3개의 뒤쪽 기어, 그리고 앞 기어 선택장치(97)와 뒤쪽 기어 선택장치(98)의 위치도 제 1의 실시예에서와 같다. 다만 변속기를 작동하는 힘이 뒷바퀴의 회전에 의한 원심력이 아니고 사람의 힘이라는 것이다. 승차자는 조절기(도시하지 않음)를 통하여 조절 케이블(99)을 당긴다. 조절케이블(99)은 앞 기어 선택장치(97)를 진행방향에 대하여 오른쪽으로 이동시킴과 동시에 연결케이블(100)을 당긴다. 연결케이블(100)은 뒤쪽 기어 선택장치를 진행방향에 대하여 오른쪽으로 이동시키고 결국 체인(90)은 원래 물고 있었던 기어의 오른쪽 기어와 결합하게 된다. 만일 승차자가 조절기를 통하여 조절케이블(99)을 놓아주면 뒤쪽 기어 선택장치의 수평스프링의 복원력에 의하여 상기 과정의 역과정이 수행된다.3 shows a second embodiment of the present invention. The second embodiment is similar to the first embodiment. That is, the positions of the three front gears 91, 92, 93 and three rear gears, and the front gear selector 97 and the rear gear selector 98 are also the same as in the first embodiment. However, the power to operate the transmission is not the centrifugal force caused by the rotation of the rear wheels, but the human force. The rider pulls the adjusting cable 99 through an adjuster (not shown). The adjusting cable 99 moves the front gear selector 97 to the right with respect to the traveling direction and simultaneously pulls the connecting cable 100. The connection cable 100 moves the rear gear selector to the right with respect to the direction of travel and eventually the chain 90 is engaged with the right gear of the gear that was originally biting. If the occupant releases the adjusting cable 99 through the adjuster, the reverse process of the above process is performed by the restoring force of the horizontal spring of the rear gear selector.

본 발명의 제 1의 실시예와 제 2의 실시예에서는 앞 기어와 뒤쪽 기어가 가 각 3개인 경우를 예로 들었으나 반드시 3개일 필요는 없다. 앞기어가 두개 이상이고 뒤쪽기어가 두개 이상인 모든 경우에 본 발명은 적용될 수 있다. 단, 앞 기어와 뒤쪽 기어는 수는 같은 것이 좋고, 각 대응하는 기어는 동일 평면에서 회전하는 것이 유리하다. In the first and second embodiments of the present invention, the case in which the front gear and the rear gear are three in each case is exemplified, but it is not necessarily three. The present invention can be applied to all cases where there are two or more front gears and two or more rear gears. However, the number of front gears and rear gears is preferably the same, and it is advantageous that each corresponding gear rotates in the same plane.

본 발명에서 제시하는 변속기는 다음과 같은 여러가지 장점을 가지고 있다. 첫째, 자전거의 속도에 따라 자동으로 기어가 변속되는 편리함이다. 둘째, 승차자의 힘을 절약해준다. 기존의 변속기에서는 체인이 앞 기어와 뒤쪽 기어 사이에서 동력을 전달할 때 회전면이 각각 다른 두 기어 사이에서 동력을 전달하여 힘이 낭비되었다. 셋째, 고장의 감소이다. 기존의 변속기는 운행중 체인이 회전면이 각각 다른 두 기어 사이에서 동력을 전달하게 되어 체인과 기어 사이에 전단력이 작용하여 마찰을 증가시켰다 이러한 마찰의 증가는 각 부품간 마모를 증가시켜 고장이 많았다. 그러나 본 발명에서 제시하는 변속기는 항상 동일평면에서 회전하는 앞 기어와 뒤쪽 기어 사이에만 동력을 전달하기 때문에 승차자의 힘을 절약해주고 고장이 줄어든다. 넷째, 무게의 감소이다. 기존의 변속기에서는 체인이 앞 기어중 큰기어와 뒤쪽 기어중 큰기어를 물고 돌아갈 수 있을 정도로 충분히 길어야 했으나 본 발명에서는 앞 기어 중 중간기어와 뒤쪽 기어중 중간기어를 물고 돌아갈 수 있을 정도면 충분하다. 왜냐하면 앞 기어중 큰 기어를 물고 돌아갈 때는 반드시 뒤쪽 기어는 작은 기어를 물고 돌아갈 수 밖에 없기 때문이다. 또한 기존의 변속기에서는 앞/뒤 기어 선택장치가 복잡하였으나 본 발명에서는 앞/뒤 기어 선택장치가 아주 간 단해진다.The transmission proposed in the present invention has various advantages as follows. First, the gear is automatically shifted according to the speed of the bicycle. Second, it saves the rider's power. In conventional transmissions, when the chain transfers power between the front gear and the rear gear, power is wasted by transferring power between two gears with different rotational surfaces. Third is the reduction of failures. In the conventional transmission, the chain transfers power between two gears with different rotational surfaces during operation, so that the shear force acts between the chain and the gear to increase the friction. This increase in friction increases the wear between the parts, causing many failures. However, since the transmission proposed in the present invention always transmits power only between the front gear and the rear gear rotating in the same plane, it saves the power of the occupant and reduces the failure. Fourth, the weight is reduced. In the existing transmission, the chain had to be long enough to return the large gear of the front gear and the large gear of the rear gear, but in the present invention, it is sufficient to be able to return to the middle gear of the front gear and the middle gear of the rear gear. This is because the rear gear must go back with the smaller gear when the large one of the front gear is turned. In addition, the front / rear gear selector is complicated in the conventional transmission, but the front / rear gear selector is very simple in the present invention.

이러한 변속장치는 자전거에만 적용되는 것은 아니다. 앞에서 언급했듯이 주축과 종동축 사이에 속도를 변화시키면서 동력을 전달해야 하는 경우라면 어떤 상황에서든 적용될 수 있다. This transmission is not only applicable to bicycles. As mentioned earlier, this can be applied in any situation where it is necessary to transfer power while varying the speed between the main and driven shafts.

Claims (9)

두 개 이상의 앞 기어와 두 개 이상의 뒤쪽 기어를 포함하고, 상기 앞 기어와 뒤쪽 기어 사이를 연결하여 동력을 전달하는 체인을 포함하고, 상기 체인을 원래 연결하고 있던 기어와 이웃하는 기어로 이동시키는 앞 기어 선택장치와 뒤쪽 기어 선택장치를 포함하는 변속장치에 있어서,A front comprising at least two front gears and at least two rear gears, comprising a chain connecting power between the front gear and the rear gear to transfer power, and moving the chain to the gear to which it was originally connected and to a neighboring gear; In a transmission comprising a gear selector and a rear gear selector, 바퀴 축과 함께 회전하는 원심력 발생장치를 포함하고 상기 원심력 발생장치에서 발생된 힘을 상기 앞 기어 선택장치와 뒤쪽 기어 선택장치에 전달하여 상기 앞 기어 선택장치와 뒤쪽 기어 선택장치를 이동시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 변속장치.And a means for moving the front gear selector and the rear gear selector by transmitting a force generated by the centrifugal force generator to the front gear selector and the rear gear selector, the centrifugal force generator rotating together with the wheel shaft. Transmission, characterized in that. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 앞 기어 선택장치와 뒤쪽 기어 선택장치를 동시에 동일한 거리를 이동하도록 서로의 이동을 종속시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변속장치.And means for subjecting the movement of the front gear selector and the rear gear selector to the movement of each other to move the same distance at the same time. 두 개 이상의 앞 기어와 두 개 이상의 뒤쪽 기어를 포함하고, 상기 앞 기어와 뒤쪽 기어 사이를 연결하여 동력을 전달하는 체인을 포함하고, 상기 체인을 원래 연결하고 있던 기어와 이웃하는 기어로 이동시키는 앞 기어 선택장치와 뒤쪽 기어 선택장치를 포함하는 변속장치에 있어서,A front comprising at least two front gears and at least two rear gears, comprising a chain connecting power between the front gear and the rear gear to transfer power, and moving the chain to the gear to which it was originally connected and to a neighboring gear; In a transmission comprising a gear selector and a rear gear selector, 상기 앞 기어 선택장치와 뒤쪽 기어 선택장치를 동시에 동일한 거리를 이동하도록서로의 이동을 종속시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 변속장치.And means for subjecting the front gear selector and the rear gear selector to shift each other to move the same distance at the same time. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 앞 기어 선택장치와 뒤쪽 기어 선택장치를 동시에 동일한 거리를 이동하도록서로의 이동을 종속시키는 수단은 상기 앞 기어 선택장치와 뒤쪽 기어 선택장치 사이를 연결하는 연결케이블인 것을 특징으로 하는 변속장치.And means for subjecting the movement of the front gear selector and the rear gear selector to the same distance at the same time to be connected between the front gear selector and the rear gear selector. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,The method of claim 2 or 3, 상기 두개 이상의 앞 기어와 두개 이상의 뒤쪽 기어는 개수가 동일한 것을 특징으로 하는 변속장치.The two or more front gears and the two or more rear gears, characterized in that the same number. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 두 개 이상의 앞 기어 각각은 상기 두 개 이상의 뒤쪽 기어 중 한 개와 동일한 평면에서 회전하는 것을 특징으로 하는 변속장치.And each of said at least two front gears rotate in the same plane as one of said at least two rear gears. 제 1항 또는 제 2항 또는 제 3항 또는 제 4항 또는 제 5항 또는 제 6항에 명시된 변속장치를 장착한 자전거.A bicycle equipped with the transmission as defined in claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6. 제 1항 또는 제 2항 또는 제 3항 또는 제 4항 또는 제 5항 또는 제 6항에 명시된 변속장치를 장착한 탈것.Vehicles equipped with the transmission specified in claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6. 제 1항 또는 제 2항 또는 제 3항 또는 제 4항 또는 제 5항 또는 제 6항에 명시된 변속장치를 장착한 기계.A machine equipped with the transmission as defined in claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6.
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